JPH03223519A - 静圧軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、静圧軸受の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来、静圧軸受としては第１１図に示すものが知られて
いる。この図に示す静圧軸受は、−船釣なスラスト軸受
であって、軸受本体Ｂ１に軸受平面Ｂ２が形成され、軸
受平面Ｂ２に気体が充満するエアチャンバー８３か形成
されたものである。

ここで、エアチャンバー８３の中央部には、軸受本体Ｂ
ｌの内部に形成された入気孔Ｂ５に連通ずるスロットル
孔Ｂ４が形成されている。一方、入気孔Ｂ５には、コン
プレッサーＳが乾燥器りと濾過器Ｆを介して接続され、
コンプレッサーＳにより圧縮された空気が入気孔Ｂ５ｊ
こ供給され、スロットル孔Ｂ４を通ってエアチャンバー
８３内に入るようになっている。これによって、軸受平
面Ｂ２と負荷面Ｘとの隙間Ｃにおいて圧力のある気体の
膜が形成され、軸受として機能するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のような静圧軸受においては、その負荷
能力を高めようとする場合に、エアチャンバーＢ３の容
積を大きくするか、または供給空気の圧力を大きくする
必要がある。しかしながら、そのようにすると振動が生
じ易くなり、このため、軸受の精度が低下するばかりで
なく寿命が短くなり、したがって、軸受を使用した機械
装置の精度等の信頼性を損なうという問題があった。

［発明の目的］ この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、供給空
気の圧力を大きくしても振動の発生を防止することがで
き、軸受の精度および寿命を工場させることができる静
圧軸受を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明の静圧軸受は、負荷面を有する軸受本体を具備
し、さらに軸受本体に、負荷面に設けられ負荷物との間
にエアチャンバーを構成し得る凹部と、この凹部に連通
し外周側へ延在する溝と、この溝の外周端とうしを連通
させる環状溝と、外部の空気供給源に接続されるととも
に凹部に第１のスロットル孔を介して連通ずる入気孔と
、この入気孔にその軸線方向へ移動可能に嵌合されるこ
とにより入気孔の内部に貯気室を構成するとともに、こ
の貯気室と入気孔の外側とを連通させる第２のスロット
ル孔を有するスペーサーとを備えたものである。

上記軸受本体に、先端部が第２のスロットル孔に臨み、
軸線方向へ移動可能になされることによって同スロット
ル孔の開口面積を変化させるニードル部材を設けても良
い。また、ニードル部材を貯気室を貫通して第２のスロ
ットル孔に臨むように設けても良い。

さらに、スペーサーを、軸受本体に回転可能かつ軸線方
向への移動を阻止された状態で設けられ１こねし部材に
螺合させることにより軸線方向へ移動可能とし、スペー
サーに、軸線がねじ部材と平行で入気孔の外部側へ開口
するねじ孔と、このねじ孔と同軸て貯気室と連通ずる第
２のスロットル孔とを設け、さらに、ねじ孔に、基端部
を入気孔の外側へ向けたニードル部材を螺合させ、かつ
、このニードル部材を、軸受本体に回転可能かつ軸線方
向への移動を阻止された状態で設けられた調整バーに軸
線方向への相対移動が可能で相対回転が阻止された状態
で嵌合させても良い。

［作用］ 上記構成の静圧軸受においては、負荷を支えるための空
気膜が凹部よりも広い環状溝の範囲まで広がるから、凹
部が小さいにも拘わらず大きさな負荷を支えることがで
きる。したがって、負荷能力を低下させることなく振動
の発生を有効に防止することができる。また、スペーサ
ーを移動させて貯気室の容積を変更することにより、コ
ンプレッサー等から供給される空気の脈動を鎮静させる
ことができるので、振動の発生をより有効に防止するこ
とができる。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。第１図は実施例の静圧軸受を示す正面図である
。図中符号ｌは軸受本体である。

軸受本体１の軸受平面２には、凹状のエアチャンバー（
凹部）３が形成され、エアチャンバー３の中央部には第
１のスロットル孔４か形成されている。また、軸受平面
２には、エアチャンバー３から放射状に延在する溝５が
形成され、溝５の外周側端部を接続するようにしてリン
グ状溝（環状溝）６が形成されている。

第２図は第１図に示す静圧軸受の断面図であり、この図
から分かるように、軸受本体Ｉの内部には、その側部に
人気口ＩＩを有するとともに上記第１のスロットル孔４
に連通する入気孔１２が内側に延在するように形成され
ている。入気孔１２の内部には、スペーサー８が例えば
螺合等の適当な手段によって軸線方向に移動可能に配置
され、このスペーサー８よりも内側に貯気室７が構成さ
れている。スペーサー８には、第３図に示すように、貯
気室７と人気口１１とを連通させる第２のスロットル孔
８１が形成されている。

このような構成により、人気口１１から供給される圧縮
空気Ａは、スペーサー８のスロットル孔８１を通って貯
気室７に送給され、第１のスロットル孔４からエアチャ
ンバー３に送られる。この際の空気圧は、エアチャンバ
ー３と、溝５及びリング状溝６に均一に伝達され、負荷
Ｘと軸受平面２との間に空気膜を形成する。これによっ
て、荷重りを非接触で支持することができる。

このような静圧軸受においては、溝５及びリンク状溝６
がら空気膜を形成するための空気が供給されるので、エ
アチャンバー３の容積を小さくしても十分な軸受荷重を
確保することができる。したがって、振動の発生を防止
することができ、軸受の精度および寿命を向上させるこ
とができ、これを使用した機械装置の信頼性を高めるこ
とができる。

特に、上記静圧軸受においては、スペーサー８により貯
気室７の容積を調整することができるので、例えば、空
気がコンプレッサーの脈動を伴って供給されるような場
合には、貯気室７の容積を大きくして脈動を鎮静させる
こともでき、振動をより効果的に防止することができる
。

第４図は、本発明と従来の静圧軸受の性能比較試験を行
った結果を示す線図である。なお、横軸は軸受中心から
の距離、縦軸は負荷し得る圧力の大きさを示す。

比較に用いた従来の静圧軸受は、本発明のものと同一寸
法とされ、エアチャンバーだけが上記リング状溝６まで
の大きさを有している。この図から、本発明の静圧軸受
では負荷荷重については従来のものと全く遜色ないこと
が判る。

このように、上記静圧軸受では、エアチャンバー３を小
さくする一方において、溝５およびリング状溝６を設け
ているので、負荷荷重の能力を何ら低下させることなく
振動を防止することができ、機械装置の精度および信頼
性を向上させることができ、さらに、貯気室７の容積を
調整することにより、コンプレッサーの圧力を増加させ
た場合においてら振動を確実に防止することができる。

次に、第５図は本発明の第２実施例を示すものて、軸受
本体２１、エアチャンバー２２、溝２３およびリンク状
溝２４の変形例を示している。この図に示すように、各
構成要素の形状については、前記実施例に限定されるも
のではなく、適宜変更を加えることかできる。

次に第６図および第７図は本発明の第３実施例を示す図
である。この図に示す静圧軸受は、前記１例のものにス
ペーサーの第２のスロットル孔の調整手段を付加し、こ
れによって、空気の供給量を調整し得るようにしたもの
で、その余の構成要素は前記実施例とほぼ同一である。

図中符号３２は入気孔であり、孔人気３２には第２のス
ロットル孔３８１を有するスペーサー３８が取り付けら
れている。入気孔３２の反対側には通し孔３３が形成さ
れ、通し孔３３には、コック３９が例えば螺合されてい
る。コック３９には、貯気室３７を貫通して第２のスロ
ットル孔３８１に臨むニードル部材３０が取り付けられ
ており、コック３９を通し孔３３内で移動させることに
より、第２のスロットル孔３８１からの流入空気量を調
整することができるようになっている。なお、図中符号
９は、通し孔３３内を気密に保つためのソール部材であ
る。

次に、第８図ないし第１Ｏ図は本発明の第４実施例を示
す図である。

これらの図に示す静圧軸受は、前記実施例と同様に、エ
アチャンバー（凹部）４２、溝４３およびリンク状溝（
環状溝）４４を有している。また、軸受本体４１には、
入気孔４５が形成され、大気孔４５内には、軸線方向へ
摺動自在なスペーサー４６か嵌合されている。これによ
って、入気孔４５の内側に貯気室４５０が構成されてい
る。スペーサ−４６には、ねし孔４６１か形成されてい
る。

一方、軸受本体４１には、入気孔４５の入口を覆うシー
ルブロック４９が取り付けられ、シールブロック４９に
は、入気孔４５と外部とを連通させる孔４９５が形成さ
れている。ソールブロック４９には、一端部が上記ねし
孔４６１に螺合されたねじ部材４７が、回転自在に取り
付けられている。

このねし部材４７は、スナップリング４９１．４９２に
よって軸線方向への移動が阻止されている。

この構成のもとに、ねじ部材４７を回転させることによ
りスペーサー４６を軸線方向へ移動させることができる
ようになっている。なお、シールブロック４９はボルト
４９０によって軸受本体４１に取り付けられている。

また、スペーサー４６の内部には、室４６４が形成され
、室４６４と貯気室４５０とは第２のスロットル孔４６
３によって連通されている。また、室４６４と大気孔４
５の外側とは、第１Ｏ図に示すように、連通孔４６５に
よって連通させられており、これによって、入気孔４５
の外側と貯気室４５０とが、連通孔４６５、室４６４お
よび第２のスロットル孔４６３を介して連通している。

さらに、スペーサー４６の内部には、上記第２のスロッ
トル孔４６３と同一軸線上にねじ孔４６２が形成されて
いる。

一方、シールブロック４９には、上記ねじ孔４６２と同
一軸線上に調整バー４８が回転自在に取り付けられてい
る。調整バー４８は、スナップリング４９３，４９４に
より軸線方向への移動が阻止されている。調整バー４８
には、ニードル部材４８１か調整バー４８に対して軸線
方向へ摺動自在に嵌合されている。ニードル部材４８１
の基端部は、第１０図に示すように断面矩形とされ、こ
れによって、調整バー４８との相対的な回転が阻止され
ている。また、ニードル部材４８１の先端部は基端部よ
りも大径とされ、この部分は上記ねじ孔４６２に螺合さ
れている。さらに、ニードル部材４８１の先端はテーパ
状とされ、その尖鋭な先端は上記第２のスロットル孔４
６３に臨んでいる。

このような構成により、ニードル部材４８１は、ねじ部
材４７を回転させてもスペーサー４６との相対位置は変
化しない一方、調整バー４８を回転させることによって
相対的に移動し、これによって、第２のスロットル孔４
６３の開口面積を調整し得るようになっている。

この上うな静圧軸受においても前記実施例と同様の効果
を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の静圧軸受においては、負
荷を支えるための空気膜が凹部よりも広い環状溝の範囲
まで広がるから、凹部が小さいにも拘わらず大きさな負
荷を支えることができる。

したがって、負荷能力を低下させることなく振動の発生
を有効に防止することができる。また、スペーサーを移
動させて貯気室の容積を変更することにより、コンプレ
ッサー等から供給される空気の脈動を鎮静させることが
できるので、振動の発生をより有効に防止することがで
きる等の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は静圧軸受を示す平面図、第２図は第１図の
２−２線断面図、第３図は第１図に示す静圧軸受の側断
面図、第４図は静圧軸受の中央からの距離と支え得る応
力との関係を本発明と従来技術とで比較した線図、第５
図は本発明の第２実施例の静圧軸受を示す平面図、第６
図は本発明の第３実施例の静圧軸受を示す側断面図、第
７図は第６図に示す静圧軸受の作用を説明するための側
断面図、第８図は本発明の第４実施例の静圧軸受を示す
平面図、第９図は第８図の９−９線断面図、第１０図は
第９図の１０−１０線断面図、第１１図は従来の静圧軸
受の一例を示す側断面図である。 １．２１，３１．４１　　・・・軸受本体、２・　軸受
平面（負荷面）、３，２２．４２・・エアチャンバー（
凹部）、４，４２１・・・第１のスロットル孔、５，２
３．４３・・・・・・溝、６．４４．２４　　・・　リ
ング状溝（環状溝）、７．３７，４５０・・　貯気室、
８，３８・・・・・スペーサー　８１．３８１　４６３
・・・・・・第２のスロットル孔、１２，３２．４５・
・・・・入気孔、３０．４８１・・・・・・ニードル部
材、４７・・・・・・ねじ部材、４８　・・・調整バー
　４６２・・・・・・ねじ孔。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷面を有する軸受本体を具備し、さらに上記軸
   受本体に、上記負荷面に設けられ負荷物との間にエアチ
   ャンバーを構成し得る凹部と、この凹部に連通し外周側
   へ延在する溝と、この溝の外周端どうしを連通させる環
   状溝と、外部の空気供給源に接続されるとともに上記凹
   部に第１のスロットル孔を介して連通する入気孔と、こ
   の入気孔にその軸線方向へ移動可能に嵌合されることに
   より入気孔の内部に貯気室を構成するとともに、この貯
   気室と入気孔の外側とを連通させる第２のスロットル孔
   を有するスペーサーとを備えたことを特徴とする静圧軸
   受。
2. （２）前記軸受本体に、先端部が前記第２のスロットル
   孔に臨み、軸線方向へ移動可能になされることによって
   同スロットル孔の開口面積を変化させるニードル部材を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   静圧軸受。
3. （３）前記ニードル部材は、前記貯気室を貫通して前記
   第２のスロットル孔に臨んでいることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の静圧軸受。
4. （４）前記スペーサーは、前記軸受本体に回転可能かつ
   軸線方向への移動を阻止された状態で設けられたねじ部
   材に螺合されることにより軸線方向へ移動可能になされ
   るとともに、軸線を上記ねじ部材と平行になされ前記入
   気孔の外部側へ開口するねじ孔と、このねじ孔と同軸と
   され前記貯気室と連通する第２のスロットル孔とを具備
   し、上記ねじ孔には、前記ニードル部材が基端部を上記
   入気孔の外部側へ向けて螺合され、かつ、このニードル
   部材は、上記軸受本体に回転可能かつ軸線方向への移動
   を阻止された状態で設けられた調整バーに、軸線方向へ
   の相対移動が可能で相対回転が阻止された状態で嵌合さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項または
   第３項に記載の静圧軸受。